Устройство и принцип действия механической коробки передач

Устройство и принцип действия механической коробки передач

Практически любой современный автомобиль (кроме электрокаров) обязательно оснащается коробкой передач. Наиболее популярными являются следующие виды коробок передач:

  1. Механическая коробка передач;
  2. Автоматическая коробка передач;
  3. Вариатор;
  4. Роботизированная коробка передач.

Наиболее распространённой в России является механическая коробка передач. Коробками данного типа оснащены практически все отечественные автомобили и большая часть иномарок.

Назначение и устройство механической коробки передач

Устройство и принцип действия механической коробки передач

Механическая коробка переключения передач нужна в автомобиле для изменения передаточного отношения от мотора к колёсам. Переключение скоростей происходит за счёт мускульной силы водителя, его механических усилий по отношению к МКПП.

Именно поэтому такая КПП и называется ручная коробка передач. Водитель сам контролирует, когда следует переключать селектор МКПП на более высокую или низкую передачу. Современные МКПП бывают 5, 6 и даже 7-ми ступенчатыми.

Наиболее часто в современных автомобилях используется 6-ти ступенчатая коробка передач.

Кроме этого, каждая МКПП коробка имеет заднюю и нейтральную передачу. Задняя позволяет машине двигаться назад, нейтральная передача – это когда отсутствует вращение от мотора к приводу ведущих колёс.

Принцип работы механической коробки передач

Устройство механической коробки передач включает в себя:

  1. Саму коробку, которая представляет собой многоступенчатый редуктор;
  2. Сцепление;
  3. Различные валы и шестерни.

Если объяснять принцип работы МКПП для чайников, то можно сформировать его так:

  1. Шестерни меняют частоту оборотов между валами. Путём замены размеров шестерен, происходит переключение на повышенную или пониженную передачу;
  2. Без сцепления переключение передач на ходу невозможно. Его работа состоит в разъединении мотора и трансмиссии. Данная процедура помогает переключать передачи, не разбивая шестерни и вал.

Каждая МКПП (если это не инновационная модель) устроена по схожей конструкции. На валах (на их осях) располагаются зубчатые шестерни. МКПП бывают с двумя или тремя валами, а корпус называется картером.

Устройство трёхвальной системы

Трёхвальная система оборудована тремя валами:

  1. Ведущим валом;
  2. Промежуточным валом;
  3. Ведомым валом.

Принцип работы механики заключается в том, что на ведущем валу имеются шлицы, а сам вал соединяется со сцеплением. На шлицах перемещается диск сцепления, а сама ось передаёт свою энергию промежуточному валу, который соединяется с шестерней ведущего.

Ведомый вал механической коробки передач с помощью подшипника внутри первого вала соединяется с ведущим и располагается таким образом, что оси ведомого и ведущего соотносятся между собой. В свою очередь такое строение позволяет им вращаться независимо друг от друга.

Шестеренки ведомой оси жестко не зафиксированы по отношению к ведомому валу, а сами шестерни имеют специальные разграничители – синхронизатор-муфту. Такие разграничители, в отличие от блоков шестеренок, крепко прикреплены к ведомому валу.

Однако это не мешает им перемещаться по шпицам вдоль оси.

Торцы муфты-синхронизатора имеют форму зубчатых венцов, что позволяет им соприкасаться с венцами на торцах шестеренок ведомого вала. В настоящее время устройство передач оснащается такими синхронизаторами на всех передних передачах.

Разграничители-муфты при нейтральном режиме, который характеризуется плавным вращением шестерен, разымаются.

В момент переключения рычага на одну из возможных ступеней при полном выжимании сцепления, вилка в коробке передач направляет муфту-синхронизатор на соприкосновение со своей парой на торце шестеренки.

Такое зацепление дает жесткую фиксацию шестерни с валом и, как следствие, передачу усилия и вращения.

При заднеприводном типе авто передача крутящего момента и оборотов на ведущие колеса происходит через карданный вал, а при переднеприводном – с помощью ШРУСов и редуктора.

В случае, если отсутствует шестерня, и муфта цепляет напрямую ведомый и ведущий валы, коробка переключения передач дает максимально возможный коэффициент полезного действия.

Для задней передачи устройство коробки оснащается шестерней, позволяющей менять направление вращения в обратном порядке.

В последнее время производители механических коробок передач отдают предпочтение шестеренкам с косым зубом.

В отличие от прямозубых, такие шестерни производят минимум шума при работе и отличаются большей износостойкостью.

Срок годности таких шестерен обусловлен материалом, из которого они изготавливаются: сталь высоколегированная, закаленная током высокой частоты и нормализированная для снятия напряжения.

Устройство двухвальной коробки

Устройство и принцип действия механической коробки передач

Работа МКПП, оснащённой двухвальной коробкой, проходит по тому же принципу, что и трёхвальной. Единственным отличием является схема расположения шестерёнок. Вместо одной на ведущей оси, тут расположен целый блок из шестерен. Промежуточный вал отсутствует, зато два оставшихся вала идут параллельно друг к другу.

В целом, двухвальная система отличается большим коэффициентом полезного действия, но передаточное число на таких системах довольно низкое. Именно по этой причине двухвальные КПП устанавливаются лишь на легковые автомобили. Для грузовиков величина передаточного числа должна быть выше.

Для чего служит синхронизатор в МКПП

Большинство легковых автомобилей, как отечественных, так и иномарок, имеют МКПП, в которых есть синхронизатор. Данный элемент помогает выравнивать скорость шестерен, что приводит к снижению уровня шума и более лёгкому переключению передач, чего невозможно добиться, если в коробке не стоит синхронизатор.

Как происходит процесс переключения передач

Устройство и принцип действия механической коробки передач

Неважно, какой привод в вашем автомобиле, передний или задний, за процесс переключения передач всегда отвечает специальный рычаг. Если посмотреть на МКПП в разрезе, можно заметить, что расположение рычага на переднем приводе значительно отличается от его же расположения на заднем приводе.

Автомобили с задним приводом имеют более простую схему расположения рычага переключения КПП, что упрощает их ремонт и техническое обслуживание. Рычаг расположен прямо на корпусе КПП, механизм переключения спрятан внутри корпуса. Данное расположение имеет множество плюсов, но, к сожалению не лишено минусов.

Плюсы конструкции:

  1. Очень простое решение, что существенно упрощает процесс ремонта своими руками;
  2. Переключение передач происходит очень чётко;
  3. Ввиду отсутствия «лишних» узлов, данная конструкция очень долговечна.

Минусы конструкции:

  1. Невозможно установить данную систему на автомобили с передним приводом;
  2. Если у автомобиля с задним приводом двигатель расположен сзади, то это так же делает невозможным применение данной конструкции (таких автомобилей очень мало).

В машинах с передним приводом рычаг переключения коробки передач может располагаться в следующих местах:

  1. На полу, в промежутке между передними креслами;
  2. Непосредственно на рулевой колонке;
  3. Возле панели приборов.

Такая особенность приводит к тому, что многоступенчатая механическая коробка передач на автомобилях с передним приводом работает только дистанционно, с использованием кулис или тяг. Такая особенность конструкции также имеет свои плюсы и минусы:

  1. Рычаг расположен более комфортно для водителя, так как его положение не зависит от того, где находится МКПП;
  2. Вибрация, которая создаётся в КПП, не передаётся на рычаг переключения скоростей;
  3. Открывает широкое поле деятельности для автомобильных дизайнеров, которые могут поместить рычаг КПП в любое удобное для них место.

Минусы данной конструкции заключаются в следующем:

  1. Более сложная в техническом плане система требует больше внимания и является менее долговечной;
  2. После длительной эксплуатации часто появляются люфты;
  3. Нет такой чёткости переключения передач, как в варианте с КПП на заднеприводном автомобиле;
  4. Периодически приходится регулировать тяги, что может потребовать квалифицированного вмешательства специалистов автосервиса.

Достоинства и недостатки МКПП

Устройство и принцип действия механической коробки передач

Любая система, в том числе и КПП, имеет несколько различных конструкций, обладающих различными плюсами и минусами. Рассмотрим, чем МКПП отличается от других типов КПП:

  • Главным плюсом использования МКПП является её цена. Большинство бюджетных автомобилей комплектуются именно механикой. Конечно, не стоит ожидать того, что на «бюджетник» вам установят шестиступенчатые МКПП или новейшую механику с семью ступенями (такие коробки иногда ошибочно называют коробками седьмого поколения);
  • Если сравнивать МКПП с гидромеханикой, то МКПП будет намного легче по весу и обладать более высоким КПД;
  • МКПП не требует такого охлаждения, как АКПП;
  • Простота и надёжность конструкции (даже в варианте с МКПП для автомобилей с передним приводом);
  • Автомобили с МКПП более экономичны, чем с АКПП (это не относится к новейшим моделям АКПП, которые могут быть экономичнее «механики»);
  • Ремонт автомобиля с МКПП не вызывает сложностей и может быть произведён самостоятельно;
  • МКПП больше подходит для спортивных автомобилей, позволяя применять техники экстремального вождения, контролируемого заноса и так далее;
  • Автомобиль, оборудованный МКПП можно завести толканием, а если не получится, то отбуксировать на любое нужное расстояние.

Недостатки МКПП заключаются в следующем:

  • Переключение передач занимает больше времени, чем при использовании АКПП, так как происходит разобщение двигателя и трансмиссии в момент переключения;
  • Для плавного переключения передач необходимы навыки вождения с таким типом КПП;
  • Сцепление часто выходит из строя и нуждается в замене;
  • При езде на автомобиле с МКПП водитель больше устаёт, так как вынужден постоянно переключать передачи. Особенно эта проблема актуальна в больших городах.

Постепенно мировая автомобильная промышленность сокращает количество автомобилей с МКПП, особенно для рынков стран с высоким уровнем жизни.

Техническое обслуживание МКПП

Устройство и принцип действия механической коробки передач

ТО для МКПП заключается, как правило, в проверке уровня масла в ней. Необходимо следить, нет ли подтёков на картере, стыках и заливных и сливных пробках.

Автомобили, оборудованные бортовым компьютером, могут сигнализировать владельцу о проблемах с узлом МКПП. Каждых сигнал компьютера расшифровывается, после чего принимаются соответствующие меры.

Расшифровка может быть в мануале к вашему авто или в специальной программе на ноутбуке, который можно подключить к бортовой системе автомобиля. В большинстве иномарок масло в коробке не меняется, если нет никаких неполадок.

Необходимо только изредка проверять его уровень (если нет следов утечек).

Устройство и принцип действия механической коробки передач

МКПП – система достаточно простая и ремонтопригодная. Если вам нужен простой и надёжный автомобиль, то выбирайте машину, оборудованную МКПП.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в х под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Лекция о механической коробке передач ее особенности и принцип действия

Механическая коробка передач

Читайте также:  Чернитель покрышек: как сделать самостоятельно?

Механическая коробка передач (сокращенное название МКПП) пока остается самым распространенным устройством, изменяющим крутящий момент двигателя. Свое название коробка получила от механического (ручного) способа переключения передач.

Механическая коробка передач относится к ступенчатым коробкам, т.е. крутящий момент в ней изменяются ступенями. Ступенью (или передачей) называется пара взаимодействующих шестерен.

Каждая из ступеней обеспечивает вращение с определенной угловой скоростью или, другими словами, имеет свое передаточное число.Устройство и принцип действия механической коробки передач

Передаточным числом называется отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей шестерни. Разные ступени коробки передач имеют разные передаточные числа. Низшая ступень имеет наибольшее передаточное число, высшая ступень – наименьшее.

В зависимости от числа ступеней различают четырехступенчатые, пятиступенчатые, шестиступенчатые коробки передач и выше. Наибольшее распространение на современных автомобилях получила пятиступенчатая коробка передач.

Из всего многообразия конструкций МКПП можно выделить коробки двух основных видов: трехвальные и двухвальные. Трехвальная коробка передач устанавливается, как правило, на заднеприводные автомобили.

Двухвальная механическая коробка передач применяется на переднеприводных легковых автомобилях.

Устройство и принцип работы данных коробок передач имеют существенные различия, поэтому они рассмотрены отдельно.

Устройство трехвальной механической коробка передач

Трехвальная коробка передач состоит из ведущего (первичного), промежуточного, ведомого (вторичного) валов, на которых размещены шестерни с синхронизаторами. В конструкцию коробки также входит механизм переключения передач. Все элементы размещены в картере (корпусе) коробки передач.

Устройство и принцип действия механической коробки передач

Ведущий вал обеспечивает соединение со сцеплением. На валу имеются шлицы для ведомого диска сцепления. Крутящий момент от ведущего вала передается через соответствующую шестерню, находящуюся с ним в жестком зацеплении.

Промежуточный вал расположен параллельно первичному валу. На валу располагается блок шестерен, находящийся с ним в жестком зацеплении.

Ведомый вал расположен на одной оси с ведущим. Технически это осуществляется за счет торцевого подшипника на ведущем валу, в который входит ведомый вал. Блок шестерен ведомого вала не имеет закрепления с валом и поэтому свободно вращается на нем. Блок шестерен промежуточного и ведомого вала, а также шестерня ведущего вала находятся в постоянном зацеплении.

Между шестернями ведомого вала располагаются синронизаторы(другое название — муфты синхронизаторов).

Работа синхронизаторов основана на выравнивании (синхронизации) угловых скоростей шестерен ведомого вала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения.

Синхронизаторы имеют жесткое зацепление с ведомым валом и могут двигаться по нему в продольном направлении за счет шлицевого соединения. На современных коробках передач синхронизаторы устанавливаются на всех передачах.

Механизм переключения трехвальной коробки передач обычно располагается непосредственно на корпусе коробки. Конструктивно он состоит из рычага управления и ползунов с вилками. Для предотвращения одновременного включения двух передач механизм оснащен блокирующим устройством. Механизм переключения передач может также иметь дистанционное управление.

Картер коробки передач служит для размещения конструктивных частей и механизмов, а также для хранения масла. Картер изготавливается из алюминиевого или магниевого сплава.

Принцип работы трехвальной МКПП

При нейтральном положении рычага управления крутящий момент от двигателя на ведущие колеса не передается. При перемещении рычага управления, соответствующая вилка перемещает муфту синхронизатора.

Муфта обеспечивает синхронизацию угловых скоростей соответствующей шестерни и ведомого вала. После этого, зубчаты венец муфты заходит в зацепление с зубчатым венцом шестерни и обеспечивается блокировка шестерни на ведомом валу.

Коробка передач осуществляет передачу крутящего момента от двигателя на ведущие колеса с заданным передаточным числом.

Движение задним ходом обеспечивается соответствующей передачей коробки. Изменение направления вращения осуществляется за счет промежуточной шестерни заднего хода, устанавливаемой на отдельной оси.

Устройство двухвальной механической коробки передач

Двухвальная коробка передач состоит из ведущего (первичного) и ведомого (вторичного) валов с блоками шестерен и синхронизаторами. Помимо этого в картере коробки передач размещены главная передача и дифференциал.

Устройство и принцип действия механической коробки передач

Ведущий вал, также как и в трехвальной коробке, обеспечивает соединение со сцеплением. На валу жестко закреплен блок шестерен.

Параллельно ведущему валу расположен ведомый вал с блоком шестерен. Шестерни ведомого вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями ведущего вала и свободно вращаются на валу. На ведомом валу жестко закреплена ведущая шестерня главной передачи. Между шестернями ведомого вала установлены муфты синхронизаторов.

С целью уменьшения линейных размеров, увеличения числа ступеней в ряде конструкций коробок передач вместо одного ведомого вала устанавливаются два и даже три ведомых вала. На каждом из валов жестко закреплена шестерня главной передачи, которая находится в зацеплении с одной ведомой шестерней — по сути три главных передачи.

Главная передача и дифференциал передают крутящий момент от вторичного вала коробки к ведущим колесам автомобиля. Дифференциал при необходимости обеспечивает вращение колес с разной угловой скоростью.

Механизм переключения передач двухвальной коробки, как правило, дистанционного действия, т.е. расположен отдельно от корпуса коробки. Связь между коробкой и механизмом может осуществляться с помощью тяг или тросов. Наиболее простым является тросовое соединение, поэтому оно чаще используется в механизмах переключения.

Механизм переключения передач двухвальной коробки состоит из рычага управления, соединенного тросами с рычагами выбора и включения передач. Рычаги в свою очередь соединены с центральным штоком переключения передач с вилками.

Под выбором передачи понимается поперечное движение рычага управления относительно оси автомобиля (движение к паре передач), под включением передачи – продольное движение рычага (движение к конкретной передаче).

Принцип работы двухвальной механической коробки передачУстройство и принцип действия механической коробки передач

Принцип работы аналогичен трехвальной коробке. Основное отличие заключается в особенностях работы механизма переключения передач.

Движение рычага управления при включении конкретной передачи разделяется на поперечное и продольное. При поперечном движении рычага управления усилие передается на трос выбора передач. Тот, в свою очередь, воздействует на рычаг выбора передач. Рычаг осуществляет поворот центрального штока вокруг оси и, тем самым, обеспечивает выбор передач.

При дальнейшем продольном движении рычага усилие передается на трос переключения передач и далее на рычаг переключения передач. Рычаг производит горизонтальное перемещение штока с вилками. Соответствующая вилка на штоке перемещает муфту синхронизатора и осуществляет блокирование шестерни ведомого вала. Крутящий момент от двигателя передается на ведущие колеса.

Механическая коробка перемены передач

Механическая коробка передач (МКПП) пока остается самым распространенным устройством преобразования скорости движения через ступенчатый редуктор, изменяющим крутящий момент двигателя внутреннего сгорания. Свое название коробка получила от механического способа переключения передач, а не автоматического.

МКПП относится к ступенчатым агрегатом, т.е. крутящий момент в ней изменяются ступенями. Ступенью (или передачей) называется пара взаимодействующих шестерен. Каждая из ступеней обеспечивает вращение с определенной угловой скоростью или, другими словами, имеет свое передаточное число.

Передаточным числом называется отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей шестерни. Разные ступени имеют разные передаточные числа. Низшая ступень имеет наибольшее передаточное число, высшая ступень – наименьшее. В зависимости от числа ступеней различают следующие конструкции:

  • четырехступенчатая коробка передач;
  • пятиступенчатая коробка передач;
  • шестиступенчатая коробка передач;
  • и выше.

Наибольшее распространение на современных автомобилях получила пятиступенчатая коробка передач.

Из всего многообразия конструкций МКПП можно выделить коробки двух основных видов:

  • трехвальная коробка передач;
  • двухвальная коробка передач.

Трехвальная коробка передач чаще всего устанавливается на заднеприводные автомобили. Двухвальная механическая КПП применяется на переднеприводных легковых автомобилях. Устройство и принцип работы данных коробок имеют существенные различия, поэтому они рассмотрены отдельно.

Устройство трехвальной механической коробки передач

Трехвальная КПП имеет следующее устройство:

  • ведущий (первичный) вал;
  • шестерня ведущего вала;
  • промежуточный вал;
  • блок шестерен промежуточного вала;
  • ведомый (вторичный) вал;
  • блок шестерен ведомого вала;
  • муфты синхронизаторов;
  • механизм переключения передач;
  • картер (корпус) коробки передач.

Устройство и принцип действия механической коробки передач

  1. ведущий вал
  2. крышка подшипника
  3. выключатель света заднего хода
  4. манжета ведущего вала
  5. задний подшипник ведущего вала
  6. шестерня привода промежуточного вала
  7. сапун
  8. шестерня III передачи
  9. передний картер
  10. шестерня I передачи
  11. шестерня заднего хода
  12. штоки переключения передач
  13. шарик-фиксатор
  14. пружина
  15. рычаг переключения
  16. защитный уплотнитель
  17. колпак рычага
  18. корпус рычага переключения
  19. задний картер
  20. ведомый вал
  21. манжеты удлинителя заднего картера
  22. втулка
  23. шестерня привода спидометра
  24. привод спидометра
  25. задний подшипник промежуточного вала
  26. шестерня V передачи
  27. болты крепления оси промежуточной шестерни заднего хода
  28. промежуточная шестерня заднего хода
  29. промежуточный вал
  30. маслозаливная пробка

— Ведущий вал обеспечивает соединение со сцеплением. На валу имеются шлицы для ведомого диска сцепления. Крутящий момент от ведущего вала передается через соответствующую шестерню, находящуюся с ним в жестком зацеплении.

— Промежуточный вал расположен параллельно первичному валу. На валу располагается блок шестерен, находящийся с ним в жестком зацеплении. — Ведомый вал расположен на одной оси с ведущим.

Технически это осуществляется за счет торцевого подшипника на ведущем валу, в который входит ведомый вал.

— Блок шестерен ведомого вала не имеет закрепления с валом и поэтому свободно вращается на нем. Блок шестерен промежуточного и ведомого вала, а также шестерня ведущего вала находятся в постоянном зацеплении.

Между шестернями ведомого вала располагаются муфты синхронизаторов (обиходное название синхронизаторы). Работа синхронизаторов основана на выравнивании (синхронизации) угловых скоростей шестерен ведомого вала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения.

Муфты имеют жесткое зацепление с ведомым валом и могут двигаться по нему в продольном направлении за счет шлицевого соединения. На торцах муфты имеют зубчатые венцы, которые могут входить в соединение с соответствующими зубчатыми венцами шестерен ведомого вала.

На современных коробках передач синхронизаторы устанавливаются на всех передачах.

— Механизм переключения трехвальной коробки обычно располагается непосредственно на корпусе коробки. Конструктивно он состоит из рычага управления и ползунов с вилками.

Для предотвращения одновременного включения двух передач, механизм оснащен блокирующим устройством. Механизм переключения передач может также иметь дистанционное управление.

— Картер коробки передач служит для размещения конструктивных частей и механизмов, а также для хранения масла. Картер изготавливается из алюминиевого или магниевого сплава.

Читайте также:  Как найти и устранить утечку антифриза?

Принцип работы трехвальной механической коробки передач

При нейтральном положении рычага управления крутящий момент от двигателя на ведущие колеса не передается. При перемещении рычага управления, соответствующая вилка перемещает муфту синхронизатора.

Муфта обеспечивает синхронизацию угловых скоростей соответствующей шестерни и ведомого вала. После этого, зубчатый венец муфты заходит в зацепление с зубчатым венцом шестерни и обеспечивается блокировка шестерни на ведомом валу.

Коробка передач осуществляет передачу крутящего момента от двигателя на ведущие колеса с заданным передаточным числом.

Движение задним ходом обеспечивается соответствующей передачей. Изменение направления вращения осуществляется за счет промежуточной шестерни заднего хода, устанавливаемой на отдельной оси.

Устройство двухвальной механической коробки передач

Двухвальная коробка передач имеет следующее устройство:

  • ведущий (первичный) вал;
  • блок шестерен ведущего вала;
  • ведомый (вторичный) вал;
  • блок шестерен ведомого вала;
  • муфты синхронизаторов;
  • главная передача;
  • дифференциал;
  • механизм переключения передач;
  • картер коробки передач.

Устройство и принцип действия механической коробки передач

  1. задняя крышка картера коробки передач
  2. ведущая шестерня V передачи
  3. шариковый подшипник ведущего вала
  4. ведущая шестерня IV передачи
  5. ведущий вал
  6. ведущая шестерня III передачи
  7. картер коробки передач
  8. ведущая шестерня II передачи
  9. шестерня заднего хода
  10. промежуточная шестерня заднего хода
  11. ведущая шестерня I передачи
  12. роликовый подшипник ведущего вала
  13. сальник ведущего вала
  14. сапун
  15. подшипник выключения сцепления
  16. направляющая втулка муфты подшипника выключения сцепления
  17. ведущая шестерня главной передачи
  18. роликовый подшипник ведомого вала
  19. маслосборник
  20. ось сателлитов
  21. ведущая шестерня привода спидометра
  22. шестерня полуоси
  23. коробка дифференциала
  24. сателлит
  25. картер сцепления
  26. пробка для слива масла
  27. ведомая шестерня главной передачи
  28. регулировочное кольцо
  29. роликовый конический подшипник дифференциала
  30. сальник полуоси
  31. ведомая шестерня I передачи
  32. синхронизатор I и II передач
  33. ведомая шестерня II передачи
  34. ведомая шестерня III передачи
  35. синхронизатор III и IV передач
  36. ведомая шестерня IV передачи
  37. шариковый подшипник ведомого вала
  38. ведомая шестерня V передачи
  39. синхронизатор V передачи
  40. ведомый вал.

Ведущий вал, также как и в трехвальной коробке, обеспечивает соединение со сцеплением. На валу жестко закреплен блок шестерен. Параллельно ведущему валу расположен ведомый вал с блоком шестерен.

Шестерни ведомого вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями ведущего вала и свободно вращаются на валу. На ведомом валу жестко закреплена ведущая шестерня главной передачи.

Между шестернями ведомого вала установлены муфты синхронизаторов.

С целью уменьшения линейных размеров, увеличения числа ступеней в ряде конструкций КПП вместо одного ведомого вала устанавливаются два и даже три ведомых вала.

На каждом из валов жестко закреплена шестерня главной передачи, которая находится в зацеплении с одной ведомой шестерней — по сути три главных передачи.

Главная передача и дифференциал передают крутящий момент от вторичного вала коробки к ведущим колесам автомобиля. Дифференциал при необходимости обеспечивает вращение колес с разной угловой скоростью.

Механизм переключения передач двухвальной коробки, как правило, дистанционного действия, т.е. расположен отдельно от корпуса коробки. Связь между коробкой и механизмом может осуществляться с помощью тяг или тросов. Наиболее простым является тросовое соединение, поэтому оно чаще используется в механизмах переключения.

Механизм переключения передач двухвальной коробки имеет следующее устройство:

  • рычаг управления;
  • трос выбора передач;
  • рычаг выбора передач;
  • трос включения передач;
  • рычаг включения передач;
  • центральный шток переключения передач с вилками;
  • блокирующее устройство.

Под выбором передачи понимается поперечное движение рычага управления относительно оси автомобиля (движение к паре передач), под включением передачи – продольное движение рычага

Принцип работы двухвальной механической коробки передач

Принцип работы аналогичен трехвальной коробке. Основное отличие заключается в особенностях работы механизма переключения передач.

Движение рычага управления при включении конкретной передачи разделяется на поперечное и продольное. При поперечном движении рычага управления усилие передается на трос выбора передач. Тот, в свою очередь, воздействует на рычаг выбора передач. Рычаг осуществляет поворот центрального штока вокруг оси и, тем самым, обеспечивает выбор передач.

При дальнейшем продольном движении рычага усилие передается на трос переключения передач и далее на рычаг переключения передач. Рычаг производит горизонтальное перемещение штока с вилками. Соответствующая вилка на штоке перемещает муфту синхронизатора и осуществляет блокирование шестерни ведомого вала. Крутящий момент от двигателя передается на ведущие колеса.

Механическая коробка передач- Устройство и принцип работы

Транспортные средства, работающие от двигателей внутреннего сгорания, оснащены трансмиссией. Данный механизм передает мощность от силового агрегата на ходовую часть. Чаще всего в состав трансмиссии входит механическая коробка передач МКПП.

Данный тип коробки пользуется наибольшей популярностью среди владельцев авто, благодаря надежности, долговечности и другим отличным техническим характеристикам.

В процессе движения машины водитель самостоятельно выбирает режим работы трансмиссии, согласно ситуации на дороге.

Основное назначение МКПП

Коробка передач изменяет передаточное число трансмиссии, исходя из требуемого скоростного режима авто.  Механическая коробка передач представлен в виде многоступенчатого закрытого редуктора.

Ступени переключаются ручным способом. Устройство позволяет передвигаться транспортному средству вперед, задним ходом, включает нейтральный режим.

В механической коробке, шестерни с косыми зубьями поочередно входят во взаимное зацепление, согласно выбранной передачи.

Интересно: При создании механических коробок используются шестерни с косым расположением зубьев. Во время эксплуатации коробка с косыми зубцами издает намного меньше шума.

Зубья, изготовленные из легированных сталей по оригинальной схеме, выдерживают усилия, намного выше прямозубых аналогов.

Для уменьшения износа в техпроцесс изготовления зубчатых колес входит операция по поверхностному упрочнению зубьев

Основное назначение МКПП:

  • преобразовать
  • распределить;
  • довести до колес момент вращения мотора.

При этом коробка передач изменяет тяговые, скоростные характеристики, в соответствии с различными условиями движения автомобиля. С помощью механической коробки передач имеется возможность прерывать поток мощности от силового агрегата к ведущим колесам. При этом рычаг переключения скоростей переводится в нейтральное положение, двигатель работает в режиме холостого хода.

Принцип работы механических коробок передач- классификация по видам

«Механика» относится к коробкам ступенчатого типа. Принцип работы коробки передач – изменение крутящего момента по ступеням, шестерни на валах взаимодействуют попарно. Каждая ступень обладает своим передаточным числом. Номинальные обороты коленчатого вала двигателя передаются на ходовую часть с изменяемой частотой вращения.

Согласно числу ступеней, механические коробки передач разделяются по классам:

  1. Четырехступенчатые МКПП.
  2. Пяти- шестиступенчатые.

Чаще всего современные транспортные средства оснащены пятиступенчатыми механическими коробками передач. Это является наиболее оптимальным вариантом исполнения.

Заднеприводные транспортные средства оборудуются трехвальными МКПП (три вала), переднеприводные – двухвальными соответственно.

Устройство механических коробок передач

Самый распространенный тип механических коробок – двухвальный. Устройство коробки передач 2х-вального строения. В ее конструкцию входят следующие элементы:

  •  ведущий вал с блоком шестерен (первичный);
  • ведомый вал с шестернями (вторичный);
  • вилки переключения;
  • специальные муфты для синхронизации зацепления шестерен;картер коробки (корпус).

Первичный вал передает вращение от силового агрегата, благодаря сцеплению. Шестерни на ведущем валу жестко зафиксированы и вращаются одновременно с ним. Каждое зубчатое колесо вторичного вала вращается, благодаря зацеплению с соответствующей шестерней, расположенной на первичном валу.

В конструкцию механической коробки передач трехвального типа дополнительно включен вал промежуточный. Независимо от различий в конструкции, принцип работы 3х-вальной коробки почти не отличается от двухвального устройства.

Интересно: Механические двухвальные коробки передач обладают большим КПД, в сравнении с трехвальным аналогом. Здесь имеются ограничения по повышениям передаточных чисел. Поэтому двухвальные МКПП устанавливаются только в легковушках.

Устройство и принцип действия механической коробки передач

Механическая коробка передач схема переключения

Механизм сцепления трансмиссии

В процессе движения автомобиля фрикционные диски механизма сцепления плотно взаимно сопряжены, в это время обороты первичного вала коробки передач и мотора равны между собой.

При выжимании педали сцепления, трансмиссия отсоединяется от силового агрегата, поток передаваемой мощности кратковременно прерывается. Одновременно появляется возможность переключения передач без значительного снижения оборотов двигателя.

Шестерни ведущего и ведомого валов выходят из зацепления и образуют другие пары, передачи переключаются.

Процесс переключения передач

Вторичный вал соединяется с первичным посредством специального подшипника, размещенного во внутренней полости ведущего вала. Первичный и вторичный валы вращаются независимо друг от друга.

На вторичном валу размещены блоки шестерен свободного вращения. Между ними жестко стоят специальные муфты-синхронизаторы, которые могут ходить только по продольным шлицам ведомого вала вдоль центральной оси. На торцах муфт имеются зубчатые венцы, предназначенные для сопряжения с торцовыми зубьями ведомых шестерен.

  1. При выключении сцепления рычаг перемещается на заданную ступень.
  2. Вилка вводит муфту-синхронизатор в торцевое соединение с соответствующей шестеренчатой парой.
  3. Зубчатое колесо неподвижно фиксируется на валу для передачи усилия вращения.

Интересно: Если муфты синхронизаторы непосредственно сопрягают валы (первичный со вторичным), минуя шестеренки, МКПП работает с максимальным коэффициентом полезного действия.

При работающем двигателе на холостом ходу (на нейтральной передаче) шестерни свободно вращаются, синхронизирующие муфты разомкнуты. Для движения задним ходом предусмотрена, так называемая, «паразитная» шестеренка. При ее использовании вторичный вал коробки передач вращается в обратном направлении.

…  Гидромеханическая коробка передач

Для переключения скоростей используется специальный привод, состоящий из:

  • рычага для переключения передач;
  • вилок;
  • подвижных штоков.

Каждая вилка находится в проточенной кольцевой канавке синхронизирующей муфты.

Как работают муфты синхронизаторы

Устройство и принцип действия механической коробки передач

В схемы современных механических коробок передач включены синхронизаторы. Эти устройства необходимы для взаимного сглаживания скорости вращения шестеренок и обеспечения плавного перехода на другую скорость.

Такие муфты не используются в трансмиссиях с увеличенным количеством передач – коробки с количеством уровней, доходящим до 18 шт., характерны для машин спецназначения.

В спортивных моделях авто синхронизаторы также отсутствуют.

Порядок работы синхронизатора:

  1. Подача муфты к соответствующей шестерне при включении передачи.
  2. Направление потока мощности на блокировочное кольцо.
  3. Взаимодействие поверхностей шестерни и муфты конической формы за счет сил трения.

  4. Поворот кольца блокировки до упора.
  5. Установка зубьев кольца в соответствии с муфтой (чтобы предотвратить взаимное перемещение).
  6. Зацепление зубцов синхронизирующей муфты с зубчатым колесом (блокировка шестерни).

Читайте также:  Шумят летние шины: в чем причина?

Описанный процесс происходит в течение долей секунды.

Плюсы и минусы механических коробок передач

Машины, оборудованные механическими коробками передач, пользуются заслуженной популярностью среди автовладельцев, т. к. обладают многочисленным достоинствам механики:

  1. Сравнительно невысокая цена.
  2. Малый вес.
  3. Повышенный КПД.
  4. МКПП не требует особых условий охлаждения коробки.
  5. Простота управления.
  6. Повышенная надежность.
  7. Длительный срок эксплуатации.
  8. Доступность сервисного обслуживания, ремонтных работ, запасных частей.
  9. Обеспечение хорошей проходимости в условиях бездорожья, гололеда и пр.
  10. Возможность запуска двигателя с буксира.
  11. Отсутствие ограничений скорости и расстояний при буксировке авто.

В список некоторых недостатков вошли следующие пункты:

  • сравнительно замедленная реакция на переключение скоростей;
  • необходимость дополнительного обучения навыкам плавного воздействия на рычаг управления;
  • ограниченное количество ступеней (от 4 до 7);
  • быстро изнашиваются фрикционные диски сцепления (малый ресурс).

Одним из основных минусов механических коробок передач является более быстрая утомляемость водителей при управлении МКПП, по сравнению с коробкой автомат.

…  СОЛЕНОЙД АКПП-УСТРОЙСТВО, НАЗНАЧЕНИЕ

Заключение

При эксплуатации автомобилей с механической коробкой передач необходимо:

  1. Соблюдать правила эксплуатации.
  2. Вовремя проходить техосмотр.
  3. Проводить своевременное сервисное обслуживание машины.

В таком случае транспортное средство будет бесперебойно работать в течение всего эксплуатационного срока.

Коробки передач механического типа нуждается в постоянном контроле уровня трансмиссионного масла ATF, при этом нежелательны как занижение, так и превышение требуемого показателя. Недостаточное количество смазки приводит к быстрому разрушению и износу трущихся поверхностей рабочих узлов и деталей коробки. Избыток масла в трансмиссии может вызвать повышение давления в системе, течи.

Полная замена масла АТФ в рекомендованные сроки является основным профилактическим мероприятием с целью предотвращения поломок элементов коробки и транспортного средства в целом.

Совет: Неисправности и поломки коробки передач часто возникают вследствие агрессивного грубого воздействия на селектор переключения передач. При резком стремительном переходе на другую скорость механизмы переключения, валы, синхронизирующие муфты, шестерни и пр. быстро ломаются.

Водителям во время поездки нужно регулярно следить за работой каждого узла коробки передач. При возникновении непривычных симптомов МКПП рекомендуется определить причины возникновения неисправностей. Если поломку не удается исправить или нет возможности заменить изношенную деталь, необходимо обратиться к квалифицированным специалистам сервисного центра.

Механическая коробка переключения передач. Устройство и принцип работы МКПП

Подробности Категория: Трансмиссия Опубликовано: 28 декабря 2014 Просмотров: 14428 Устройство и принцип действия механической коробки передач

  • Принцип работы и основные компоненты механической коробки передач.
  • Следует сказать, что на сегодняшний день данный вид коробки переключения скоростей считается классическим и очень надежным, а принцип работы прост и понять его не сложно.
  • Итак, механическая коробка передач состоит из:
  • Картера (конструктивно это корпус коробки передач)
  • Валов с шестернями
  • Шестерня заднего хода
  • Рычага переключения передач
  • Непосредственно механизма переключения передач с блокиратором
  • Синхронизаторов

Корпус коробки изготавливается из очень прочного сплава. В некоторых случаях это сплав магния, что делает картер очень прочным. Именно в картере собраны все элементы коробки передач, за исключением рычага, который расположен в салоне автомобиля.

Картер герметичен и заполнен (около 50% от общего объема) специальным трансмиссионным маслом, которое позволяет поддерживать все элементы в рабочем состоянии даже при существенных нагрузках.

Первичный (ведомый) вал подсоединен непосредственно к двигателю автомобиля, вторичный вал подсоединен к ведущим колесам. Между собой валы соединены шестернями с различным числом зубьев. При этом на ведущем валу шестерня закреплена жестко, а на ведомом валу шестерня может вращаться.

Когда водитель выжимает педаль сцепления и включает выбранную передачу, то первичный вал отсоединяется от двигателя, а шестерни соприкасаются друг с другом. Затем, водитель отпускает педаль сцепления, ведущий вал подхватывает крутящий момент от двигателя, и передает его на вторичный вал, тем самым переводя усилие на ведущие колеса.

Синхронизаторы коробки переключения скоростей необходимы для плавного и безударного переключения передач. Синхронизаторы выравнивают скорость вращения скоростей, и существенно продляют им жизнь. Собственно, от качества работы синхронизатора зависит жизненный цикл шестерни, а значит, и коробки передач в целом.

Как видно из описания, принцип работы коробки очень прост. Это сделало ее очень популярной и надежной. Сложно поверить, но механическая коробка передач существует практически в неизменном виде уже более сотни лет, и достойной альтернативы по соотношению «цена/качество» пока не видно.

  1. Виды механических коробок передач.
  2. Однако технический прогресс не стоит на месте, и если достаточно долгое время выпускались механические коробки передач с двумя валами (первичный и вторичный), то сейчас большое число коробок выпускается с промежуточным валом.
  3. Естественно, это стало причиной удорожания коробки передач, и привело к усложнению конструкции, но зато позволило применять мощные и особо мощные двигателя с огромным числом лошадиных сил.
  4. Коробки передач с двумя валами используются в бюджетных переднеприводных автомобилях с двигателями небольшой мощности.
  5. В свою очередь ручные коробки переключения скоростей с тремя валами используются в грузовом автомобильном транспорте, в полноприводных внедорожниках, а также мощных легковых автомобилях.

Три совета по правильной эксплуатации механической коробки передач. Несмотря на то, что ручная коробка передач очень надежный автомобильный агрегат при неправильном использовании она может выйти из строя достаточно быстро.

  • Совет 1. Обращаться с рычагом переключения передач нужно аккуратно. Переключаться с передачи на передачу нужно плавно и осторожно. Это главный залог долгой работы коробки передач. Стоит помнить, что более 75% всех поломок МКП происходит из-за небрежного или грубого обращения с рычагом переключения передач, так как от этого выходят из строя шестерни и синхронизаторы.
  • Совет 2. Следить за уровнем масла. Масло играет важную роль в работе коробке передач. Менять масло следует строго в установленные сроки. Кроме того, необходимо периодически доливать масло, так как оно гарантирует бесперебойную работу коробки передач.
  • Совет 3. Защищать картер. Как известно, картер герметичен, и его пробитие вызовет течь масла, которая в свою очередь повлияет на работоспособность автомобиля самым негативным образом. Поэтому опытные автолюбители защищают картер дополнительным кожухом. Особенно актуально это для внедорожников, которые эксплуатируются в особо жестких условиях.

Самые распространенные неисправности механической коробки передач. Длительное использование коробки передач привело к тому, что все характерные неисправности давно известны, и исправляются работниками сервисных служб в самое кратчайшее время.

  1. Протечки масла. Обычно это случается из-за повреждения резиновых уплотняющих элементов (прокладки, сальники, шайбы). В некоторых случаях утечка происходит из-за того, что пробит картер. Для устранения необходимо заменить резиновые прокладки, либо заварить картер. Затем заменить масло.
  2. Необычные шумы при работе коробки передач. Как правило, это говорит о том, что из строя вышли шестерни или синхронизаторы. Лечение в этом случае одно – замена вышедших из строя деталей.
  3. Скорости включается с усилием, либо не включаются вовсе. Данный симптом сигнализирует о том, что вышел из строя механизм переключения скоростей или лопнули шестерни внутри коробки. Для устранения неисправности заменить вышедшие из строя детали.
  4. Скорости «выключаются» во время движения автомобиля. Характерная неисправность бюджетных транспортных средств. Обычно это говорит о том, что из строя вышли блокираторы (в простонародье «замки»). Их предстоит заменить.

Достоинства и недостатки механических коробок передач. К достоинствам можно отнести:

  • Низкая цена и высокая надежность. Технология производства МКП давно уже обкатана и отработана до мелочей всеми ведущими производителями автомобилей. Это снизило цену до минимума, и позволило избавится от всех недостатков конструкции. Таким образом жизненный цикл коробки передач вполне сопоставим со временем жизни всего автомобиля.
  • Высокой коэффициент полезного действия, минимальное потребление топлива, высокая динамика разгона. Механические коробка передач практически не влияют на общую мощность двигателя и тем самым не увеличиваются расход топлива. Экономия топлива составляет примерно 10-15% по сравнению с автоматической коробкой передач или вариатором. При правильном переключении скоростей, автомобиль с МКП разгоняется быстрее остальных.
  • Простота обслуживания и ремонта. Конструкция ручной коробки передач очень проста, и не требует замены дорогостоящих расходных материалов. Ее ремонт также не вызывает затруднений. С подобным ремонтом вполне реально справится самостоятельно. Даже если МКП повреждена, то автомобиль можно транспортировать на любое расстояние, с любой скоростью. Аналогичный автомобиль с «автоматом» можно транспортировать по формуле «40 на 40» (40 километров в час, не более 40 километров пробега), либо на эвакуаторе.
  • Лучшая управляемость в экстремальных условиях. Благодаря жесткой сцепки вала с двигателем устанавливается обратная связь. Это помогает эффективно управлять автомобилем даже в гололед или по бездорожью. Все рамные внедорожники оснащаются имеют ручную коробку переключения скоростей.

К недостаткам МКП относится:

  • Ручное переключение скоростей утомляет. В условиях большого города приходится очень часто переключать скорости, и это откровенно утомляет. В пробках или при медленной езде «автомат» гораздо предпочтительнее, хотя и расходует много топлива.
  • Сложность для новичков. Большинство аварийных ситуаций у неопытных водителей связаны с коробкой скоростей, либо в ошибках в педалях. Автоматическая коробка передач либо вариатор намного предпочтительнее для новичков, так как прощают массу ошибок в вождении.
  • Небольшой ресурс сцепления. Здесь играет роль человеческий фактор. Нередко водители передерживают сцепление, и оно начинает «гореть». Таким образом его срок службы уменьшается в разы. К примеру, роботизированная коробка передач не допускает подобных ошибок, и сцепление в ней живет намного дольше.
  • Ступенчатое изменение скоростей. На МКП крайне не рекомендуется переключаться со второй скорости на четвертую, так как это «убивает» синхронизаторы. АКПП или вариатор не допускают таких ошибок, и не позволяют портить коробку передач таким образом.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *